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1、第七章 直燃型溴化锂吸收式冷温水机,7-1直燃型溴化锂冷温水机的特点 直燃型溴化锂冷温水机是以燃油或燃气燃烧时产生的热量为热源，可以同时生产空调用冷水与生活用温水或热水。直燃型溴化锂冷温水机是在溴化锂吸收式制冷机的基础上，增加了一套热源设备，因此除了吸收式制冷机所具有的特点外，还具有以下特点：,1.自身具备热源，无需另建锅炉或依赖城市热网，节省占地及热源购置费用。,2.采用燃油或燃气的直燃机由于燃烧完全，对大气环境无污染，即使在有严格环境保护限制的地方也可采用。,3.主机负压运转，机房可设在建筑物内任何位置。,4.制冷机主与燃烧设备一体化，可根据负荷变化实现燃烧耗量的调节，并避免了能量的输送损
2、失，提高了能量利用率。,5.具有生产卫生热水的功能，可满足诸如宾馆、高级写字楼或公寓等各类用户的要求。,6.可平衡城市煤气和电力的季节耗量，有利于城市季节能源的合理使用。,7.热源稳定，制冷机出力容易保证，且可实现自动控制。,8.主机安装简单，操作简便。,7-2 直燃型溴化锂吸收式冷温（热）水机组制冷、制热原理,直燃型溴化锂吸收式冷温（热）水机组以燃气或燃油为能源，以所产生的高温烟气为热源，按蒸汽吸收式循环的原理工作。这种机组具有燃烧效率高；对大气环境污染小；体积小、占地省；即可夏季供冷，又可冬季采暖，必要时还可提供生活热水，使用范围广等优点，因而近年来国内外发展极为迅速。,直燃型双效溴化锂冷
3、温（热）水机组的制冷原理与蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组基本相同，只是高压发生器不用蒸汽加热，而是以燃料在其中直接燃烧产生的高温烟气为热源，因而具有热源温度高，传热损失小等优点。,直燃型双效溴化锂冷温（热）水机组和蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机组相同，溶液回路亦有串联流程和并联流程。,构成热水回路提供热水有三种方式：,（1）将冷却水回路切换成热水回路，以吸收器，冷凝器和加热盘管构成热水回路；（2）热水和冷水采用同一回路，以蒸发器和加热盘管构成热水回路；（3）,专设热水回路、以热水器和加热盘管构成专用的热水回路。,一将冷却水回路切换成热水回路的直燃型冷热水机组,1工作原理（以串联为例）在这种冷热水
4、机组中，冷却盘管兼用作加热盘管，冷却水泵兼用作热水泵。可以通过切换阀实现工况的变换，交替的制取冷水和热水，夏季制冷水供空调用，冬季制热水供采暖用。,制热水时，吸收器、冷凝器与冷却塔脱开，和加热盘管连接，即将冷却水回路切换成热水回路向采暖环境提供热量。同时，冷却水回路和冷水回路停止工作。,工作原理（制热）：高压发生器中的稀溶液被高温烟气加热，产生出高温冷剂蒸汽，高温的冷剂蒸汽进入低压发生器，加热低压发生器中的溶液，产生出冷剂蒸汽。低压发生器产生出的冷剂蒸汽进入冷凝器，放出热量后的凝结水进入低压发生器。低压发生器流出的溶液，被来自冷凝器的冷剂水稀释后，喷琳在吸收器管簇上降温放热，管内的热水吸收溶液
5、的显热而升温，吸收器中的稀溶液，经过溶液泵送入到高压发生器中。,在吸收器盘管中的热水被从低压发生器来的高温稀溶液加热，实现第一次加热。热水进入冷凝器中，来自低压发生器的冷剂蒸汽在冷凝器管簇上冷凝放热，管内的热水吸收冷剂蒸汽的潜热而升温，实现第二次加热。二次升温后的热水送至加热盘管供采暖使用。从冷凝器流出的冷剂水流入低压发生器完成溶液的稀释过程。,1.进入高压发生器中的稀溶液被高温烟气加热，产生出高温冷剂蒸汽，高温的冷剂蒸汽进入低压发生器，加热低压发生器中的溶液，产生出冷剂蒸汽。,2.从低压发生器流出的溶液，被来自冷凝器的冷剂水稀释后，喷琳在吸收器管簇上降温放热，管内的热水吸收溶液的显热而升温，
6、实现第一次加热。,3.来自低压发生器的冷剂蒸汽在冷凝器管簇上冷凝放热，管内的热水吸收冷剂蒸汽的潜热而升温，实现第二次加热。,4.二次升温后的热水送至加热盘管供采暖使用。5.从冷凝器流出的冷剂水流入低压发生器完成溶液的稀释过程。,2.制热循环在h-上的表示,（1）溶液回路：,5H4H为高压发生器中的发生过程。燃料燃烧产生的高温烟气直接加热其中的溶液，使其浓缩成浓溶液。同时，所产生的冷剂蒸汽（其状态点为3H）被送往低压发生器。,4H8H为高温溶液热交换器中浓溶液的降温过程。来自高压发生器的浓溶液在其中降温放热。,8H6H为浓溶液进入低压发生器时的闪发过程。来自高温溶液热交换器的浓溶液在低压发生器中
7、因降压而闪发，其温度下降，质量分数略有增加。闪发时产生的冷剂蒸汽被送入冷凝器中。,3/6H5为溶液的稀释过程。进入低压发生器的浓溶液与来自冷凝器的冷剂水混合，被稀释成质量分数为a的稀溶液。,54为低压发生器中溶液的发生过程。来自高压发生器的冷剂蒸汽在管内冷凝并加热管外的稀溶液，冷凝后的冷剂水直接流回发生器，使发生器中的质量分数恒定。同时，产生的冷剂蒸汽（其状态点为3）被送往冷凝器。,48为低温溶液热交换器中溶液的降温过程。来自低压发生器的稀溶液降温放热后进入吸收器。,82为吸收器中的显热加热过程。来自低温溶液热交换器的稀溶液在吸收器中降温放热，使流过管内的热水温度升高。27H为吸收器向高压发生
8、器的供液过程。用溶液泵将吸收器中的稀溶液送往高压发生器，其中27线为溶液在低温溶液热交换器中的加热升温过程，77H线为溶液在高温溶液热交换器中的加热升温过程。,7H5H为高压发生器中溶液的预热过程。来自高温溶液热交换器的稀溶液被高温烟气加热，从点7H的过冷态到点5H的平衡态，溶液从点5H开始沸腾，产生冷剂蒸汽。,（2）冷剂回路3H 3H为在低压发生器中冷剂蒸汽的冷凝过程。来自高压发生器的冷剂蒸汽在低压发生器中凝结放热，使其中的溶液浓缩。3H3为冷剂水进入冷凝器时的闪发过程。来自低压发生器的冷剂水在冷凝器中因降压而闪发，其温度下降。,33为冷凝器中的潜热加热过程。来自低压发生器中的冷剂蒸汽，以及
9、冷剂水闪发所产生的冷剂蒸汽在这里冷凝放热，使流过管内的热水进一步升温。由于冷凝器中的冷剂水直接流至低压发生器中，若扣除阻力损失，低压发生器中溶液质量的分数基本恒定，即低压发生器中的发生过程是在等质量分数下进行的。点5与点4基本相近。,二热水和冷水采用同一回路的直燃型冷热水机组,在机组中，冷却盘管兼用作加热盘管，冷水泵兼用作热水泵。制热水时，热水在原来的冷水回路中流动。,制热工作原理：发生器中的溶液被高温烟气加热，产生的高温冷剂蒸汽，进入蒸发器中，在蒸发器中冷剂蒸汽放出热量凝结为冷剂水，放出的热量加热管内的热水，凝结的冷剂水进入吸收器中。同时从发生器中流出的浓溶液经管道、溶液热交换器流入吸收器中
10、，与冷剂水混合稀释后，经溶液泵重新送入发生器。,1.制热工作原理,2制热循环在h-上的表示,（1）溶液回路：54为高压发生器中的发生过程。燃料燃烧产生的高温烟气直接加热其中的溶液，使其浓缩成质量分数为r的浓溶液。同时，所产生的冷剂蒸汽（其状态点为3）被送往蒸发器。48为溶液的降温过程。进入吸收器的浓溶液在管路和机组壳体中散热降温。,3/82为吸收器中溶液的稀释过程。进入吸收器的浓溶液与来自蒸发器的冷剂水混合，稀释成质量分数为a的稀溶液。,27为吸收器向高压发生器的供液过程。稀溶液经过溶液热交换器、流入高压发生器。同时，溶液通过热交换器的管道和壳体散热。,75为高压发生器中溶液的预热过程。进入高
11、压发生器的稀溶液从过冷状态（点7）被加热到平衡态（点5）。溶液从点5开始沸腾，发生冷剂蒸汽。,此时蒸发器实质上是高压发生器的冷凝器，若扣除管路阻力损失，二者的压力基本相同，即pr=p0。,(2)冷剂回路:33为蒸发器中的潜热加热过程。来自高压发生器的冷剂蒸汽在这里冷凝放热，使流过管内的热水温度升高。,在机组中专设热水器、加热盘管和热水泵构成专用的热水回路，向采暖环境提供热量或制取生活用热水。可以同时制取冷水和热水，也可以通过工况的变换交替的制取冷水和热水。,三专设热水回路的直燃型冷热水机组,1.制热工作原理,高温烟气对高压发生器中的溶液进行加热，产生的高温冷剂水蒸汽进入加热器中，冷剂蒸汽在加热
12、管外凝结放热，使管内的热水被加热，凝结后的冷剂水流入高压发生器，使溶液稀释。,2制热循环在h-上的表示,（1）溶液回路：54为高压发生器中的发生过程。燃料燃烧产生的烟气直接加热其中的溶液，使其浓缩为质量分数为r的浓溶液。同时，所产生的冷剂蒸汽（其状态点为3）被送往热水器。,3/45为溶液的稀释过程。来自热水器的冷剂水与高压发生器中的浓溶液混合，稀释成质量分数为a的稀溶液。,由于热水器中冷凝的冷剂水直接流至高压发生器中，若扣除阻力损失，高压发生器中溶液的质量分数基本恒定，该质量分数约为稀溶液和浓溶液质量分数的平均值，点5与点4基本相近。,（2）冷剂回路 33为冷剂水凝结放热过程。来自高压发生器的
13、冷剂蒸汽在这里冷凝放热，使流过管内的热水温度升高。同时，冷凝的冷剂水流回高压发生器。,7-3 直燃型溴化锂吸收式冷温（热）水机组的型式与结构,一直燃机的分类根据直燃机的燃料分：燃油型、燃气型、双燃料型；从功能上分：单冷型、制冷及采暖型、标准型（制冷、采暖、卫生热水）,二直燃机热交换器布置形式 直燃机的结构与蒸汽型双效溴化锂吸收式制冷机的构造基本相同。一般由高压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温热交换器、低温热交换器和热水器组成。布置方式一般如图所示。,三直燃机的结构 1 高压发生器 由筒体、管板、螺纹烟管、前后烟箱组成。燃烧机从前管板插入内筒体，喷出火焰（约1400），使内筒体及烟管周围的溴
14、化锂稀溶液沸腾，产生水蒸汽，同时使溶液浓缩，产生的水蒸气进入低压发生器；而浓溶液经高温热交换器进入吸收器。高压发生器的压力约700mmHg。,低压发生器 由折流板及前后水室组成。高压发生器产生的水蒸气进入前水室，将铜管外侧的溴化锂稀溶液加热，使之沸腾产生水蒸汽，同时铜管内的水蒸汽放热冷凝后，经过一内节流阀（针阀）流进吸收器。低压发生器内压力约为57 mmHg。,直燃型发生器实质上是一台溴化锂溶液锅炉。主要由燃烧设备和发生器本体组成。发生器本体除了具有与蒸汽型发生器类似部件外，还有适用于锅炉燃烧系统的炉筒，对流换热器，余热回收装置、烟囱等设备。,直燃型发生器工作时，燃油或燃气由燃烧器喷出，在炉筒
15、中燃烧，形成高温烟气，烟气通过炉筒和传热管加热溴化锂稀溶液，经余热回收装置通过烟囱排出。稀溶液被加热浓缩成浓溶液，产生的冷及蒸汽经挡液装置流向低压发生器。,（1）炉筒 燃烧在炉筒中进行，炉筒通常为圆筒型结构，炉筒上设有膨胀节以降低热应力。,炉筒后部的烟气回流腔称为燃烧室，根据辐射传热的结构特点，燃烧室分为干燃烧室和湿燃烧室。干燃烧室其烟室不与溶液接触，炉筒的后部在筒体管板的外侧，因此与火焰接触的部分应覆盖特殊的耐火绝热材料。湿燃烧室型发生器的炉筒后部浸没在溴化锂溶液中，回流部分无需覆盖耐火绝热材料。,（2）对流换热器 燃料燃烧后产生的高温烟气由炉筒流向对流换热器。对流换热器主要由传热管组成，传
16、热管的材料为锅炉用无缝钢管，一般采用光管或强化管。,从结构上对流换热器分为火管式和水管式。火管式是指高温烟气在传热管内流动，加热管外溴化锂溶液。水管式是指管内流动溴化锂溶液，高温烟气在管外加热。为有利于冷剂蒸汽的产生，传热管一般采用立式结构。,（3）炉筒与对流换热器管群的布置型式,炉筒与对流换热器管群平行布置。可以分为单筒型与双筒型。,炉筒与对流换热器管群垂直布置。炉筒与对流换热管群分别在两个筒体内，对流换热管群垂直布置炉筒后部。烟气在炉筒中燃烧后折入对流换热器加热稀溶液。,炉筒与对流换热器管群同轴布置。,将对流换热管群布置于炉筒后部，对流换热器为水管型。在燃烧器后部垂直布置加热管，前面三排光
17、管，后面三排翅片管。为缩短炉筒长度，采用三级混合燃烧器以减小火焰长度。这种型式的高压发生器体积小，热效率较高。,炉筒与对流换热器管群圆形布置。在中心设有炉筒，炉筒周围均布着对流换热器管（火管型），上部设有气液分离筒，并装有挡液板。,炉筒与对流换热器管群扁圆型布置。在这种布置方式中，燃烧烟气向下流动，外侧用圆管卷成扁圆圈，并逐渐由光管、低肋管过渡到高肋管。,2低压发生器 由折流板及前后水室组成。高压发生器产生的水蒸气进入前水室，将铜管外侧的溴化锂稀溶液加热，使之沸腾产生水蒸汽，同时铜管内的水蒸汽被管外溶液冷凝后，经过一内节流阀（针阀）流进吸收器。低压发生器内压力约为57 mmHg。,3冷凝器 由
18、铜管及前后水盖组成。冷却水从后水盖流进铜管内，使管外侧的来自高压发生器的冷剂水冷却和来自低压发生器的冷剂蒸汽冷凝；而冷却水从铜管流经前水盖进入冷却塔。冷凝器与低压发生器在一个空间，其压力相当。,4蒸发器 由铜管、前后水盖、喷淋盘、水盘、冷剂泵组成。由用户空调系统来的冷媒水从水盖进入铜管（约12），而管外来自冷凝器的冷剂水由于淋滴在铜管上获得热量而蒸发，部分未蒸发的水落到水盘中，被冷剂泵吸取再次送入喷淋盘循环，使其蒸发；冷媒水失去热量后温度下降（约为7），流出蒸发器进入用户的空调系统，从而完成了制冷循环。蒸发器内的压力约为6 mmHg。,5吸收器 由铜管、前后水盖及喷淋盘、吸收器泵和发生器泵组成
19、。由冷却塔来的冷却水从水盖进入铜管，使喷淋在管外的来自高发和低发的浓溶液冷却。在一定的温度和浓度下溴化锂溶液具有较强的吸收水蒸汽的能力。吸收了水蒸汽的溶液变为稀溶液，通过发生器泵送入倒高发和低发，再次产生冷剂水蒸汽并使稀溶液浓缩。,6高、低温溶液热交换器 由铜管、折流板及前后液室组成。液室分稀液侧和浓液侧。7热水器 热水器实质上是壳管式气水换热器，使高压发生器的水蒸汽进入热水器进行热交换，以加热采暖热水或卫生热水，而水蒸汽自身冷凝成液态水又流回高发。8燃烧器 由燃烧器本体，燃烧点火装置，燃烧用空气的送风装置以及使燃烧高效而安全进行的燃烧安全装置等构成。,燃烧器的构成,燃烧器分为三种：燃油燃烧器、燃气燃烧器、燃油燃气两用燃烧器。,
